無源定位問題是許多領(lǐng)域都涉及到的一個(gè)基本問題,例如通信、雷達(dá)、聲納、地震學(xué)和射電天文學(xué)領(lǐng)域等等。單站測向無源定位技術(shù)是指單個(gè)裝載陣列天線的觀測平臺(tái),在不同位置觀測點(diǎn)獲取目標(biāo)輻射源的來波方向信息,經(jīng)過一系列處理確定目標(biāo)的位置。因其具有設(shè)備簡單、探測距離遠(yuǎn)、安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),所以受到越來越多學(xué)者的關(guān)注和研究。本文針對(duì)單站測向定位系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)部分、定位部分、最優(yōu)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃部分三方面繼續(xù)進(jìn)行深入研究。主要完成以下幾方面的工作:1.建立三維單站測向無源定位系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)得到該模型下輻射源目標(biāo)位置估計(jì)誤差的克拉美羅下界,并利用一種簡單的幾何分析法來對(duì)單站測向無源定位系統(tǒng)的可觀測性進(jìn)行分析;2.針對(duì)單站多目標(biāo)定位中存在的不同位置上多個(gè)量測角度信息的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)問題,本文介紹了最近鄰、基于殘差累積和最近鄰概率密度數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)三種算法。利用三種算法對(duì)多目標(biāo)的角度量測信息進(jìn)行關(guān)聯(lián),得到每個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的角度量測集,這樣多個(gè)目標(biāo)的定位問題就變?yōu)槎鄠�(gè)單目標(biāo)定位的并聯(lián)問題。仿真結(jié)果驗(yàn)證了三種算法的關(guān)聯(lián)性能。3.對(duì)單目標(biāo)定位中的定位算法進(jìn)行了研究分析。介紹了最大似然、最小二乘、加權(quán)最小二乘、約束最小二乘四種批處理算法。仿真對(duì)比在不同觀測位置個(gè)數(shù)、噪聲方差和飛行速度條件下各定位算法的定位性能。推導(dǎo)給出最小二乘、加權(quán)最小二乘、約束最小二乘算法的迭代形式來減少計(jì)算量和提高實(shí)用性;最后介紹一種基于網(wǎng)格搜索的最小二乘法,仿真結(jié)果表明該算法的定位性能比較好。4.針對(duì)單站無源定位任務(wù)下觀測平臺(tái)最優(yōu)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃問題,根據(jù)單站無源定位特點(diǎn),選擇GDOP作為機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃的最優(yōu)判別指標(biāo),推導(dǎo)給出最小二乘定位的單步實(shí)時(shí)最優(yōu)路徑規(guī)劃算法并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明該算法是行之有效的。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TN95
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)
        1.2.2 測向定位技術(shù)
        1.2.3 最優(yōu)機(jī)動(dòng)規(guī)劃
    1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 單站測向無源定位的基礎(chǔ)知識(shí)
    2.1 單站測向無源定位系統(tǒng)模型與問題描述
    2.2 幾種常見的測向算法
        2.2.1 最小方差無失真響應(yīng)（MVDR）算法
        2.2.2 多重信號(hào)分類（MUSIC）算法
    2.3 單站測向無源定位系統(tǒng)的可觀測性分析
        2.3.1 可觀測性分析方法 1
        2.3.2 可觀測性分析方法 2
    2.4 單站測向定位誤差的克拉美羅界
    2.5 本章小結(jié)
第三章 量測數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法研究
    3.1 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法介紹
        3.1.1“最近鄰”算法
        3.1.2 基于殘差累積的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法
        3.1.3 最近鄰概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)（NPDA）算法
    3.2 算法仿真
    3.3 本章總結(jié)
第四章 單站測向無源定位算法研究
    4.1 批處理算法介紹
        4.1.1 最大似然估計(jì)（ML）
        4.1.2 最小二乘算法（LS）
        4.1.3 加權(quán)最小二乘（WLS）
        4.1.4 約束最小二乘算法（CLS）
        4.1.5 算法仿真
    4.2 迭代算法介紹
        4.2.1 迭代最小二乘算法（RLS）
        4.2.2 迭代加權(quán)最小二乘（RWLS）
        4.2.3 迭代約束最小二乘 （RCLS）
        4.2.4 算法仿真
    4.3 基于網(wǎng)格搜索的最小二乘算法（GLS）
        4.3.1 算法介紹
        4.3.2 算法仿真
    4.4 本章總結(jié)
第五章 最優(yōu)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃
    5.1 最優(yōu)機(jī)動(dòng)路徑規(guī)劃的基本概念
        5.1.1 路徑規(guī)劃模型
        5.1.2 最優(yōu)機(jī)動(dòng)判別指標(biāo)
        5.1.3 機(jī)動(dòng)路徑是否優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)
        5.1.4 觀測平臺(tái)飛行環(huán)境約束限制
    5.2 最小二乘定位的單步實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃算法
    5.3 算法仿真
    5.4 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻碩期間取得的研究成果

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本文編號(hào)：2853074